Cách hoạt động của cuộn dây ghép trên động cơ AC?

Cuộn dây ghép (Compound Winding) là một loại cuộn dây đặc biệt thường được sử dụng trong các động cơ AC, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu cải thiện hiệu suất khởi động và hiệu quả hoạt động. Cuộn dây ghép kết hợp các tính năng của cuộn dây chính (Main Winding) và cuộn dây phụ (Auxiliary Winding) để đạt được hiệu suất tốt hơn. Dưới đây là giải thích chi tiết về cách cuộn dây ghép hoạt động và các đặc điểm của chúng:

1. Cấu trúc của Cuộn dây ghép

Cuộn dây ghép thường bao gồm hai phần:

• Cuộn dây chính: Đây là cuộn dây chính của động cơ, chịu trách nhiệm cung cấp hầu hết trường từ và mô-men xoắn trong quá trình hoạt động bình thường. Cuộn dây chính thường được kết nối theo cấu hình sao (Y) hoặc tam giác (Δ).

• Cuộn dây phụ: Đây là cuộn dây thứ cấp, được sử dụng để cải thiện hiệu suất khởi động và đặc điểm hoạt động của động cơ. Cuộn dây phụ thường được kết nối khi khởi động và ngắt kết nối sau khi động cơ đạt tốc độ nhất định.

2. Nguyên lý hoạt động

Giai đoạn Khởi động

• Trong quá trình Khởi động: Khi động cơ bắt đầu, cả cuộn dây chính và cuộn dây phụ đều được kết nối. Cuộn dây phụ cung cấp thêm một trường từ để giúp động cơ vượt qua ma sát tĩnh và quán tính, cho phép nó đạt tốc độ định mức nhanh hơn.

• Dòng điện Khởi động: Sự có mặt của cuộn dây phụ giúp kiểm soát dòng điện khởi động, ngăn chặn dòng điện dâng cao quá mức có thể làm hỏng động cơ hoặc lưới điện.

Giai đoạn Chạy

• Sau khi Đạt tốc độ Định mức: Một khi động cơ đạt tốc độ vận hành đã định, cuộn dây phụ sẽ bị ngắt kết nối, chỉ để lại cuộn dây chính hoạt động. Điều này giảm tiêu thụ năng lượng và cải thiện hiệu quả hoạt động của động cơ.

• Tổng hợp Trường từ: Trong giai đoạn khởi động, các trường từ do cuộn dây chính và cuộn dây phụ tạo ra chồng lên nhau, tạo thành một trường từ tổng cộng mạnh hơn, tăng mô-men xoắn khởi động.

3. Các Loại Cuộn dây Phụ

Có nhiều loại cuộn dây phụ, bao gồm:

• Cuộn dây Khởi động bằng tụ điện: Trong quá trình khởi động, cuộn dây phụ được kết nối thông qua tụ điện, dịch chuyển pha của dòng điện, do đó tăng mô-men xoắn khởi động. Sau khi khởi động, cuộn dây phụ được ngắt kết nối thông qua công tắc ly tâm.

• Cuộn dây Chạy bằng tụ điện: Cuộn dây phụ vẫn được kết nối suốt quá trình hoạt động, với tụ điện điều chỉnh pha để cải thiện đặc điểm hoạt động của động cơ.

• Cuộn dây Khởi động bằng điện trở: Cuộn dây phụ được kết nối thông qua điện trở, hạn chế dòng điện khởi động. Sau khi khởi động, cuộn dây phụ được ngắt kết nối thông qua công tắc ly tâm.

4. Ưu điểm

• Hiệu suất Khởi động Cải thiện: Cuộn dây ghép tăng đáng kể mô-men xoắn khởi động, giúp dễ dàng khởi động hơn.

• Dòng điện Khởi động Được Kiểm soát: Sự kết hợp giữa cuộn dây phụ và tụ điện kiểm soát hiệu quả dòng điện khởi động, giảm tác động lên lưới điện.

• Hiệu quả Hoạt động Tăng cường: Ngắt kết nối cuộn dây phụ sau khi khởi động giảm tiêu thụ năng lượng và cải thiện hiệu quả hoạt động của động cơ.

• Hệ số Công suất Cải thiện: Việc sử dụng tụ điện có thể cải thiện hệ số công suất của động cơ, giảm tiêu thụ công suất phản kháng.

5. Ứng dụng

Cuộn dây ghép được sử dụng rộng rãi trong các động cơ AC yêu cầu hiệu suất khởi động và hiệu quả hoạt động tốt, như:

• Đồ dùng Gia đình: Tủ lạnh, máy điều hòa, máy giặt, v.v.

• Thiết bị Công nghiệp: Quạt, bơm, máy nén, v.v.

Tóm tắt

Cuộn dây ghép tối ưu hóa hiệu suất của động cơ AC trong cả giai đoạn khởi động và chạy bằng cách kết hợp các tính năng của cuộn dây chính và cuộn dây phụ. Trong quá trình khởi động, cuộn dây phụ cung cấp thêm một trường từ để giúp vượt qua lực cản khởi động; trong quá trình hoạt động, cuộn dây phụ được ngắt kết nối để giảm tiêu thụ năng lượng và cải thiện hiệu quả.